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Réparation et rénovation des structures métalliques PDF

 D’une façon générale les techniques et méthodes de construction classiques sont employées en réparation, mais celles-ci doivent prendre en compte les spécificités des matériaux employés au cours du temps. Les procédés d’élaboration des matériaux métalliques  et les techniques d’assemblages ont évolué au fur et à mesure du développement industriel. 

 

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Il convient donc de procéder à des travaux de réparation en bonne connaissance des propriétés des matériaux, des modes d’assemblages, des règles de dimensionnement utilisées lors de la construction. Plus particulièrement, les matériaux métalliques ont fait l’objet d’évolutions importantes. 

Ainsi, l’utilisation de la fonte, des fers puddlés, puis des aciers, met en évidence des caractéristiques très différentes, mais l’évolution elle-même des aciers, depuis le début du XXème siècle, montre aussi des caractéristiques et comportements très variables qu’il convient d’intégrer dans tout projet de réparation. 

L’évolution la plus importante pour les aciers est constituée par l’aptitude à la soudabilité qui est apparue progressivement à partir des années 1930 parallèlement au développement des techniques de soudage et des recherches sur la soudabilité métallurgique des aciers. 


Ce guide s’applique à la réparation des ouvrages d’art métalliques à l’exclusion des ouvrages en alliage d’aluminium et de la partie suspension des ouvrages suspendus et à haubans. 

Il est élaboré par regroupement de documents existants et intègre différents extraits bibliographiques nécessaires à la compréhension des phénomènes, tels qu’un historique des matériaux métalliques employés, des règlements et normes, un inventaire des techniques de réparation…. 

Ces extraits bibliographiques sont actualisés, compte tenu de l’évolution normative très active dans le domaine de la construction métallique. 

De nombreux extraits sont empruntés au Guide du Maître d’œuvre – Travaux de construction en acier du SETRA (2001) qui concerne la construction des ouvrages métalliques. 

Nous proposons le renvoi à ce document de référence pour les phases où réparation et construction neuve se confondent pour les procédures appliquées. 

La revue Ponts Métalliques n° 20 de l’OTUA représente également un document de référence pour la connaissance des matériaux employés.
La version initiale de ce guide a été publiée avant la publication de la norme NF EN 1090 2 Exécution des structures en acier et des structures en aluminium 

– Partie 2 : Exigences techniques pour les structures en acier, devenue depuis le référentiel de tous travaux sur structures métalliques. 

Cette norme regroupe en un seul document l’ensemble des éléments concernant l’exécution des ouvrages. Le sommaire de cette norme figure en annexe 4.

Si vous avez des questions en relation avec les mots clés suivants:

    assemblage structure métallique
    bep structure métallique
    batiment préfabriqué acier
    structure métallique plan
    plan structure métallique
    batiment prefabrique metallique
    menuiserie métallique
    toiture charpente métallique
    calcul structure métallique pdf
    acier de construction
    norme charpente métallique
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    construction modulaire
    calcul de structure métallique
    montage batiment metallique

Ce document apportera des réponses à vos questions 

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Dimensionnement béton armé pour bâtiment R+8 PFE PDF

Conception architecturale et dimensionnement en béton armé d’un immeuble R+8 à usage multiple

 

Dimensionnement béton armé pour bâtiment R+8

Dans ce projet de fin d’étude, nous nous sommes intéressés à l’étude d’un bâtiment qui se compose d’un un rez-de-chaussée à usage commercial, quatre étage à usage bureautique et quatre étages à usage habitation.
Cette étude se déroule sur trois parties :
- La première partie porte sur une présentation générale du projet, ainsi qu’une conception architecturale décrivant les éléments constituants le projet.
Ensuite le pré dimensionnement et la descente de charge de la structure.
- La deuxième partie est destinée à l’étude des éléments résistants (poteaux, poutres, semelles).
- La troisième partie est consacrée à l’étude des éléments secondaires (acrotère, escaliers, ascenseur, dalles pleine).
- La dernière partie comprend l’étude sismique de la structure.
Le dimensionnement est fait conformément au BAEL 91, au RPS 2002 et SAP2000.

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Métré bâtiment complet (bien détaillé) Excel

Aujourd'hui nous vous offrons gratuitement un excellent exemple concret de métré d'un bâtiment complet, un métré bien détaillé avec temps unitaire C'est un document de calcul métré bâtiment en Excel.  

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 1-DÉFINITION MÉTRÉ BÂTIMENT :

Le but de métré bâtiment est l’évaluation du coût des ouvrages en partant de leur mesurage. Le métré bâtiment se fait avant, pendant et après la réalisation de ces ouvrages.

Le métré bâtiment constitue une comptabilité particulière de la construction à la fois des quantités et du coût des ouvrages composants cette construction.

Le métré bâtiment sert à :

a. L’estimation préalable des travaux.

b. La conduite de l’exécution des travaux.

c. La facturation des travaux.

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Petite Maison DWG

 

Petite Maison DWG

Tous les détails dans le dessin Autocad ; dessin d'architecture; élévation avant; élévation arrière; plancher de meubles; détail Gatera; coupe en Escantillon ; détails des portes et des fenêtres.

Voter file DWG

 

Les différents types de Plans Ferraillage Escalier PDF

 Plans de détail de ferraillage d'escalier

Présentation des ferraillages à adopter selon les cas de figure suivantes :


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 Les différents types de Plans Ferraillage Escalier PDF

  • Amo Amorce sur semelle de fondation 
  • Amorce sur semelle d'escalier 
  • Amorce sur longrine. 
  • Amorce sur poutre palière dans plancher 
  • Amorce surélevée dans plancher sur muret de maçonnerie 
  • Amorce surélevée dans plancher sur muret de béton 
  • Arrivée de paillasse sur palier. 
  • Appui sur maçonnerie porteuse en palier intermédiaire (Type B)
  • Appui sur maçonnerie porteuse en palier intermédiaire (Type A) 
  • Bord libre en palier. Amorce de paillasse sur palier. 
  • Palier brisé avec marches Section d'escalier continue avec un étage courbe. 
  • Arrivée de paillasse sur palier avec marches surélevées 
  • Palier brisé avec marches surélevées. 
  • Amorce de paillasse sur palier avec marches surélevées. 
  • Arrivée de la paillasse sur palier avec marches surélevées. 
  • Palier brisé avec marches surélevée 
  • Amorce de paillasse sur palier avec marche surélevée
  • Appui de paillasse sur paroi existante au moyen de perforations. 
  • Appuis de palier sur paroi existante au moyen de perforation 
  • Amorce de paillasse sur paroi existante au moyen de perforations 
  • Amorce d´escalier de tracé continu courbe sur poutre palière.
  • Arrivée d´escalier de tracé continu courbe dans poutre palière. 
  • Appui sur paroi maçonnée. 
  • Appui sur muret en béton. 
  • Appui de palier suspendu avec des tirants sur un muret en béton. 
  • Appui de palier suspendu avec des tirants sur une paroi de cloisonnement. 
  • Arrivée de paillasse sur poutre palière dans plancher. 
  • Arrivée de paillasse avec marche sur poutre palière dans plancher 

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Calcul métré batiment avec exercices d’application en PDF

 Calcul de métré

1) Définition:

Le métré est le calcul des quantités d’un ouvrage donné avant, pendant et après sa réalisation afin d’estimer son coût.

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2) Actes de métré:

ESTIMATIONS SOMMAIRES
Les estimations sommaires sont des évaluations rapides et plus
ou moins approchées de travaux à réaliser. DEVIS (C.P.S.) Lorsqu’après étude des avant-projets et des estimations sommaires ; le client décide de réaliser la construction, il donne ordre à l’architecte d’établir le projet définitif.

Actes de métré:

ATTACHEMENTS
Ce sont des documents qui constatent des travaux réalisés
mais qui par la suite deviendront inaccessibles ou invisibles. Ils
peuvent être écrits ou figurés. Les attachements doivent être signés et datés par les deux parties contractantes car une fois pris ils
deviennent définitifs. Il importe donc qu’ils soient complets, précis et présentés de façon claire.


ÉTATS DE SITUATIONS
Ces états de situations (ou états d’avancements) sont des métrés des travaux exécutés et des relevés d’approvisionnements effectués sur le chantier, au cours des travaux, à une date déterminée 

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Calcul de descente de charge d'un batiment PDF

 

Calcul pratique de descente de charge 

 Définition :

On désigne par « fondations » les éléments qui jouent le rôle d'interface entre la structure porteuse de l'ouvrage et le sol.
 
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fondations :

Les fondations d'un ouvrage sont les éléments de la structure assurant la transmission des charges de cette structure sur le sol :
  • charges permanentes.
  • charges d'exploitation.
  • charges climatiques.
Le sol agit également sur les fondations. Cet ensemble doit à tout moment être en équilibre. 
Les fondations assumeront leur fonction tant que l'équilibre sera assuré :
  • pas de glissement.
  • pas de basculement.
  • pas d'enfoncement (ou soulèvement).


Introduction :

La descente de charges prend en compte l’ensemble des charges appliquées au bâtiment et définit le cheminement de ces charges du niveau le plus élevé jusqu’aux fondations. Les actions sont pondérées par des coefficients de sécurité et sont combinées entre elles de façon à considérer le cas le plus défavorable pour la structure. La combinaison d’actions utilisée est : 1,35 G + 1,5 Q Elle donne l’effort au pied des murs et des poteaux : P = 1,35 G + 1,5 Q Schématisons ce qu’il se passe pour une semelle isolée.

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les étapes de construction d'un batiment PDF

Les étapes de construction d'une maison

Avant d’attaquer les travaux, les étapes suivantes doivent être réalisées: • le terrain a été acheté. • le notaire a édité tous les papiers administratifs nécessaires. • les plans ont été dessinés et validés par l’architecte (ou le dessinateur). Alors, on distingue dans la construction d’un bâtiment, deux grandes familles de travaux : 
 
construction d'une maison de a à z, etape de construction d'une maison en brique, étapes de construction d'une maison au québec,


1 - Le GROS ŒUVRE.
2 - Le SECOND ŒUVRE
 
Le GROS ŒUVRE : c’est la réalisation des éléments de la
structure du pavillon. Dans cette première grande famille de travaux,
on retrouve :

- le terrassement,
- les fondations,
- la maçonnerie,
- la charpente.

Ces travaux s’effectuent dans un ordre chronologique, on commence par le bas
de la construction (les fondations) pour terminer par le haut (le toit).

Dans ce document, on va voir les étapes étapes de construction d'un bâtiment dans un fichier PDF
 

guide du constructeur en bâtiment Maîtrise l'ingénierie civile PDF

 Cet ouvrage a pour objectif de mettre à disposition des élèves de Lycées, aux classes de BTS et DUT, aux étudiants ingénieurs et architectes et d’une façon générale à toutes les personnes concernées par l’acte de construire, un ensemble d’informations sans cesse réactualisées permettant les apprentissages du dessin
et de la technologie en vue de la réalisation de projets de bâtiment et de génie-civil. 

 

GUIDE DU CONSTRUCTEUR EN BATIMENT Maîtrise l'ingénierie civile PDF,#construction #civil #beton_arme #batiment #concreteconstruction #building #architecture #architect #civilengineering #geniecivil  #building #engineer #engineering #engineeringstudent

Ouvrage de référence depuis 30 ans, le Guide du Constructeur en Bâtiment a pour objectif de mettre à disposition des élèves de Lycées, aux classes de BTS et DUT, aux étudiants ingénieurs et architectes et d’une façon générale à toutes les personnes concernées par l’acte de construire, un ensemble d’informations sans cesse réactualisées permettant les apprentissages du dessin et de la technologie en vue de la réalisation de projets de bâtiment et de génie-civil. En s’appuyant sur les normes et DTU en vigueur, l’ouvrage s’articule autour de 5 grands thèmes qui sont :

  • Les conventions de dessins de tous les corps d’états.
  • Les données technologiques, très largement illustrées, des principaux ouvrages du bâtiment.
  • Les éléments de calcul des ouvrages (charges, neige, vent, thermique, acoustique).
  • Les caractéristiques des principaux matériaux de construction (ants, isolants, bois, métal…
  • L’aide mémoire concernant les traces, les formules et les unités en usage dans le bâtiment.

Cette nouvelle édition comporte un nouveau chapitre sur le développement durable, les énergies renouvelables et les bâtiments basse consommation. Elle a été refondue sur les thèmes suivants: la plomberie, la RT 2012, et les sites Web de la construction durable. Les points forts de cet ouvrage sont, outre la richesse de son contenu:

Sa facilité d’accès aux débutants grâce au nombre et à la qualité des illustrations.
Le fait qu’il représente un support de référence évolutif pour le maître et les élèves.

C’est pourquoi, ce livre est un guide du constructeur, c’est-à-dire une présentation pédagogique des renseignements essentiels, sélectionnés et nécessaires à la construction d’un ouvrage.

1 -Dessins d’architecture

1.1 – Les plans

1.11 – Définition

On appelle plan une coupe horizontale exécutée un mètre au-dessus du sol fini de l’étage, ou 10 cm au-dessus de l’appui de fenêtre le plus haut afin que toutes les ouvertures existantes à l’étage soient représentées.

1.12 – Représentations sur les plans

Les différentes représentations figurant dans le plan ci-dessous sont conventionnelles; se référer à:

  • Appareils sanitaires: utiliser soit des vignettes à transfé rer, soit des grilles trace-sanitaire, soit des bibliothèques de symboles.
  • Mobilier : la représentation du mobilier est facultative; elle permet cependant au projeteur de juger de l’habitabilité des pièces (pour la représentation, même remarque que pour les appareils sanitaires).
REMARQUE :

Dans la plupart des dessins d’architecture de cet ouvrage, les murs et planchers coupés ont été pochés en noir : on peut remplacer ce pochage par un pochage au crayon exécuté au dos du calque.

1.2 – Plans situés sous combles

C’est une coupe horizontale exécutée 1,30 mètre au-dessus du sol fini de l’étage.

  • Les contours cachés de la toiture se dessinent en trait interrompu.
  • On suppose le plan de coupe vertical au droit de la charpente afin de ne pas avoir à dessiner les chevrons.

1.3 Remarques communes à tous les plans

On désigne les plans par le nom de l’étage qu’ils représentent

EXEMPLE:

  • Plan du rez-de-chaussée.
  • Plan du sous-sol.

On fait, en général, figurer à côté des plans une bous sole stylisée indiquant leur orientation (voir en fin de chapitre les symboles stylises utilisés sur les plans

1.4-1 – Définition

On appelle coupe une coupe verticale, droite ou brisée exécutée de la base des fondations au sommet de la toiture.

1.4-2 Représentation

Les coupes doivent toujours passer par les baies afin d’en permettre la cotation.

Dessiner les portes en position fermé

Ne pas représenter les appareils sanitaires.

Ne dessiner les arêtes cachées que si elles sont indispensables à la compréhension de l’ouvrage.
Éviter de couper les toitures parallèlement au faîtage.

Ne pas couper d’éléments compliquant le dessin et n’apportant rien à la compréhension tels que les conduits, les poteaux, les escaliers tournants, les fermes de charpente.

1.5 Les coupes partielles

Lorsque certaines parties de l’ouvrage ne sont pas clairement définies par les coupes d’ensemble, on effectue des coupes partielles à plus grande échelle (1/20; 1/10; 1/2) sur lesquelles on figure, outre les dimensions, les différents matériaux constitutifs de l’ouvrage.

Les coupes partielles peuvent ne pas être repérées sur les dessins mais leur nom devra permettre de les situer.

EXEMPLE:

Coupe sur auvent ou Détail des marches.

Les façades

1.6-1 – Définition

On appelle façade l’élévation extérieure d’un bâtiment.

1.6-2 – Représentation

Les façades sont des dessins à caractère essentiellement artistique, elles doivent permettre de juger l’aspect définitif du bâtiment. Pour ces raisons :

  • tracer les ombres se produisant sur les façades afin de bien mettre en évidence les différents refefs,
  • dessiner à l’échelle personnages et végétation qui animeront la façade et permettront d’apprécier son importance, ne pas inscrire de cotes, ne pas figurer d’arêtes cachées.

1.63 Désignation

Les façades se désignent d’après leur orientation géographique.

EXEMPLE:

  • Façade sud-ouest
  • Façade
  • Ombres à 45°

1.7-1 Principe

Le tracé s’exécute suivant le principe des ombres au soleil, c’est-à-dire que la source lumineuse étant très éloignée, on considère que les rayons lumineux sont parallèles. Conventionnel le ment, le soleil est situé en haut à gauche par rapport à la façade dessinée. Ces rayons lumineux forment en projection un angle de 45 degrés avec la ligne de terre, tant en projection frontale qu’en projection horizontale.

REMARQUES :

Toute droite de bout se projette inclinée à 45° sur un plan frontal.

Si une droite est parallèle à un plan, son ombre sur ce plane sera parallèle. La largeur de toute ombre frontale est égale à la dimension de la saillie la provoquant.

1.7-2 Applications

Ombres sur les vitrages

Les ombres provoquées par les tableaux et les linteaux des baies s’exécutent à l’encre de Chine sur le vitrage. Ne pas noircir les bois de la fenêtre.

Ombre des souches

Le tracé exact de cette ombre nécessite une élévation et une vue de profil. Il consiste à rechercher l’intersection de chacune des arêtes de la souche avec le plan de la toiture.

Ombres des corniches et balcons

Dans l’exemple donné, le a été effectué à l’aide de trois vues en correspondance; ceci afin de bien rappeler le principe du tracé. Pratiquement, le tracé peut se faire en reportant Dément les dimensions puisque la largeur de l’ombre est Pratiquement, le tracé peut se faire en reportant simplement les dimensions puisque la largeur de l’ombre est égale à la largeur de la saillie la provoquant.

1.7-3 Conseils pratiques

On utilise généralement deux densités pour le tracé des ombres.

Ombres noires pour tous les reliefs ne dépassant pas 10 cm (appuis des baies, encadrements, bandeaux, soubassements).

Ombres grisées pour tous les reliefs importants.

Ces ombres peuvent être réalisées soit en exécutant des hachures verticales serrées (procédé long et fastidieux ne souffrant pas la médiocrité), soit en pochant au crayon au dos du calque ou mieux encore en utilisant une trame adhésive découpée au contour de l’ombre et collée au dos du calque. (C’est ce procédé qui a été utilisé pour les différentes figures de cet Ouvrage.)

 Au sommaire

  1. Dessins techniques
  2. Dessins d’architecture
  3. Cotation des dessins d’architecture
  4. Dossiers de construction
  5. Conventions de dessin technique
  6. Présentation des dessins
  7. Écritures
  8. Représentation orthogonale
  9. Coupes
  10. Sections
  11. Hachures
  12. Perspectives
  13. Exécution graphique de la cotation Q
  14. Éléments de construction
  15. Escaliers
  16. Bales
  17. Portes planes
  18. Conduits et gaines
  19. Assainissement
  20. Chainages
  21. Humidite, gel
  22. Cloisons
  23. Les corps d’états (conventions de dessins et éléments techno
  24. Les dessins d’exécution
  25. Les dessins de chantier!
  26. Les dessins d’exécution
  27. Les dessins de chantier
  28. Charpente en bois.
  29. Couverture.
  30. Construction métallique.
  31. Menuiserie
  32. Plomberie
  33. Chauffage…
  34. Installations électriques
  35. Éléments de calcul
  36. Dimensions des logements
  37. Charges d’exploitation et
  38. Réglementation thermique
  39. Isolation acoustique
  40. Charges dues à la neige
  41. Effets du vent
  42. Classement des matériaux
  43. Classement AEV
  44. Sécurité incendie
  45. Classement des isolants
  46. Classement UPEC
  47. Liants
  48. Bétons prêts à l’emploi.
  49. Énergie et matériaux renouvelable
  50. La démarche HQE
  51. Les performances énergétiques
  52. Matériaux durables.
  53. Dossier BBC
  54. Constructions graphiques.
  55. Constructions géométriques.
  56. Tangentes et raccordements.
  57. Courbes usuelles
  58. Formulaire
  59. Centres de gravité.
  60. Surfaces usuelles et volumes usuels
  61. Moments quadratiques.
  62. Formulaire RdM
  63. Poutres sur deux appuis simples
  64. Système Sl

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Exemple de note de calcul AEP et PDF

 Exemple de note de calcul AEP et PDF

Dans cet article je partage avec vous un exemple de note de calcul AEP (Alimentation en eau potable) que vous pouvez utiliser dans le cas des réseaux de distribution d’eau potable pour les agglomérations. 

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Cette note de calcul représente le rapport final de l’étude que vous allez présenter au services concernés

1- Sommaire de la note de calcul


• Présentation de la zone d'étude
• Objectif de l'étude
• Conception du réseau de distribution
• Évaluation des besoins en eau des différents consommateurs
• Détermination des débits de dimensionnement
• Calcul hydraulique du réseau
•Dimensionnement du réservoir proposé 

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Les réservoirs d’eau potable PDF

 

Tout d’abord, le réservoir est un ouvrage régulateur de débit qui permet d’adapter la production à la consommation. La production est généralement dimensionnée pour produire, pour un temps journalier de fonctionnement généralement compris entre 20 et 24 heures, le volume correspondant à la consommation journalière totale de pointe du réseau. La consommation journalière présentant des fluctuations importantes, il est la plupart du temps judicieux, au point de vue technique et économique, de faire jouer un rôle d’appoint aux réservoirs pour la satisfaction des besoins horaires de pointe. La présence de ces réservoirs diminue ainsi la capacité qui serait exigée des équipements de production, si ceux-ci devaient assurer seuls l’alimentation du réseau pendant l’heure de pointe.

Tout d’abord, le réservoir est un ouvrage régulateur de débit qui permet d’adapter la production à la consommation. La production est généralement dimensionnée pour produire, pour un temps journalier de fonctionnement généralement compris entre 20 et 24 heures, le volume correspondant à la consommation journalière totale de pointe du réseau. La consommation journalière présentant des fluctuations importantes, il est la plupart du temps judicieux, au point de vue technique et économique, de faire jouer un rôle d’appoint aux réservoirs pour la satisfaction des besoins horaires de pointe. La présence de ces réservoirs diminue ainsi la capacité qui serait exigée des équipements de production, si ceux-ci devaient assurer seuls l’alimentation du réseau pendant l’heure de pointe.  En second lieu, le réservoir est un ouvrage régulateur de pression puisque son niveau conditionne, aux pertes de charge près, la côte piézométrique dans le réseau.  La troisième fonction technique est une fonction de sécurité d’approvisionnement dans l’éventualité d’un incident sur les équipements d’alimentation du réseau de distribution : pollution de l’eau brute alimentant la station de traitement, pannes d’origines diverses de la station de pompage, rupture d’une canalisation d’adduction.  La quatrième fonction technique réside dans la simplification des problèmes d’exploitation en permettant les arrêts pour entretien ou réparation de certains équipements : ouvrages de production, station de pompage, canalisations maîtresses.  Au point de vue économique, outre la possibilité déjà signalée de limiter les investissements au niveau de la production, les réservoirs peuvent conduire à des économies significatives sur les investissements à réaliser sur le réseau de distribution, et également, de façon plus globale sur l’ensemble du projet.  Enfin, la dernière fonction économique, est d’apporter, lorsque le réservoir de distribution est alimenté par pompage, une économie sur divers aspects énergétiques : puissance installée et puissance souscrite en pointe, consommation énergétique spécifique (Wh/m3), dépenses relatives aux consommations proprement dites par le jeu des divers tarifs horaires. Classification d’un réservoir :  Les réservoirs peuvent être classés de différentes façons selon le critère retenu :      Par rapport au sol :     Réservoirs posés sur le sol.     Réservoir légèrement enterrés (semi-enterré).     Réservoirs surélevés (château d’eau).     Réservoirs souterrains.     Par leur forme :     Circulaire : le plus économique.     Rectangulaire, carré, ou de forme irrégulière : si la considération d’encombrement est prépondérante (ex : nécessité de loger le volume maximal dans la surface disponible).     Par les matériaux de construction utilisés :     Maçonnerie     Béton armé     Béton précontraint     Acier     Plastiques     Situation par rapport à la distribution :     Réservoir en charge sur le réseau     Réservoir nécessitant une surpression     Le réservoir rectangulaire semi-enterré :  La section rectangulaire est surtout adoptée pour les réservoirs de grande capacité (supérieur à 10 000 m3) ; plusieurs étages sont possibles, les niveaux supérieurs étant alimentés par pompage et affectés, par exemple, à l’alimentation en période de pointe.  Ils seront exécutés en béton armé ordinaire ou précontraint.  Un réservoir rectangulaire est plus coûteux de 10% en moyenne (en béton, en acier et en étanchéité) qu’un réservoir circulaire. Cependant, des considérations de construction, de mise en place des coffrages et parfois d’encombrement amènent les projeteurs à préconiser des réservoirs rectangulaires ou carrés.  A chaque fois cela sera possible, il sera préférable d’avoir recours au réservoir enterré, semi-enterré ou, au plus, en élévation au-dessus de sol avec radier légèrement enterré.  Ces types de réservoirs, les deux premiers principalement, présenteront par rapport au réservoir sur tour, les avantages suivants :      Économie sur les frais de construction,     Étude architecturale très simplifiée et moins sujette à critiques,     Étanchéité plus facile à réaliser,     Conservation à une température constante de l’eau ainsi emmagasinée.  Ces types de réservoirs s’imposeront, d’ailleurs, dès que la capacité deviendra importante. Caractéristiques principales d’un réservoir :  Type de réservoir :  Selon la disposition du terrain et la charge à satisfaire.  Emplacement :  Il y’a intérêt, pour la distribution, de prévoir l’emplacement du réservoir au centre de gravité de la consommation à assurer.  D’autres considérations interviennent dans ce choix et notamment l’emprise du terrain ; les dimensions en plan, les questions foncières, les conditions topographiques, et possibilité de réaliser des ouvrages annexes et de passages de conduites d’eau.  Volume des réservoirs :  Le volume des réservoirs sur un réseau de distribution est déterminé à partir des fonctions suivantes :  Fonction de régulation entre la demande et la production :  Ce volume se détermine théoriquement en comparant sur un graphique, pour une journée donnée (généralement la journée de pointe de l’horizon considéré pour le projet), l’évolution en fonction du temps :  De la courbe des consommations cumulées telle qu’elle peut être estimée à partir de mesures sur les conditions actuelles et de prévisions sur son évolution, ou par toutes autres considérations.  De la courbe des productions cumulées telles qu’elle résulte des conditions de production (débit constant ou variable suivant la nature de la ressource et ses conditions d’exploitation).  Fonction relative à la sécurité d’approvisionnement :  C’est le volume nécessaire à assurer en cas d’insuffisance de l’alimentation (Ex : incident sur les équipements, durée d’une pollution accidentelle, durée de réparation d’une canalisation maîtresse d’alimentation).  Ce second volume dépend par ailleurs de la ressource, de l’unicité ou de la multiplicité des origines de la ressource.  Fonction réserve d’incendie :  La réserve d’incendie dans un réservoir est destinée à alimenter le réseau de distribution d’un débit de 17 l/s durant 2 heures, soit une réserve de 120 m3.  En pratique, la capacité d’un réservoir destiné à alimenter une petite ou moyenne agglomération est égale à la moitié de la distribution moyenne journalière augmentée de la réserve d’incendie :  Capacité (m3)=Qm/2+ 120 m3  Qm : Distribution moyenne journalière en m3  Hauteur de l’eau :  La dépense de construction des réservoirs, varie avec l’épaisseur de la tranche d’eau ; cette épaisseur, est en général, de 3 m à 6 m, 8 m dans des circonstances exceptionnelles.  Dimensions en plan :  Les dimensions sont définies essentiellement pour des considérations d’exploitation qui déterminent la hauteur d’eau emmagasinée. Pour les petits réservoirs, la hauteur varie de 2 à 3m, pour les grands, elle peut atteindre jusqu’à 10m. En effet, un compromis doit être cherché entre la surface en plan et la hauteur d’eau. Les efforts sur les parois et sur le fond sont proportionnels à la hauteur d’eau, ce qui fait préconiser des hauteurs plus petites. D’un autre côté, les dimensions en plan sont limitées par les conditions géotechniques et foncières.  Division des réservoirs :  En vue de leur nettoyage et de leur entretien, les grands réservoirs peuvent être divisés en deux ou plusieurs compartiments, en principe de capacités égales.  Ces compartiments doivent communiquer entre eux et être reliés, directement, à la conduite d’adduction et à la conduite maîtresse de distribution. La communication peut se faire par vanne, ou par liaison des conduites d’arrivée et de départ de l’eau.  Il faut noter aussi que le réservoir peut avoir une structure complexe, où les cuves sont superposées.  Charge :  La charge, ou l’altitude, du réservoir nécessaire pour assurer la distribution, est fournie par le calcul du réseau. Il doit être situé le plus proche de l’agglomération à alimenter. En effet, en éloignant le réservoir de l’agglomération, on est conduit à augmenter, soit son altitude, soit le diamètre de la conduite de liaison entre le réservoir et l’agglomération. Exigences techniques à satisfaire dans la construction d’un réservoir :      Résistance : Le réservoir doit, dans toutes ses parties, équilibrer les efforts auxquels il est soumis.     Etanchéité : Il doit constituer pour le liquide qu’il contient un volume clos sans fuite. Il doit donc être étanche.     Durabilité : Le réservoir doit durer dans le temps, c’est-à-dire que le matériau dont il est constitué, doit conserver ses propriétés initiales après un contact prolongé avec le liquide qu’il est destiné à contenir.  Enfin, le contact avec le béton du parement intérieur du réservoir ne doit pas altérer les qualités du liquide emmagasiné. Le revêtement intérieur, s’il protège le béton sous-jacent doit aussi protéger le liquide de l’influence du béton. Equipements du réservoir :  Chacun des compartiments d’un réservoir doit être muni d’une conduite d’alimentation, d’une conduite de distribution, d’une conduite de vidange et enfin, d’une conduite de trop-plein. Les dispositions spéciales qui peuvent être prises pour constituer la réserve incendie ne modifient en rien ces principes ; ce ne sont que des aménagements de détail.  A noter que les traversées des parois des réservoirs par les diverses canalisations s’effectuent à l’aide des gaines étanches.  Conduite d’arrivée-Robinet flotteur :  L’adduction s’effectue soit par sur verse, soit en chute libre, soit en prolongeant la conduite de façon que son extrémité soit toujours noyée. L’adduction peut aussi s’effectuer par passage à travers le radier.  L’arrivée en chute libre provoque une oxygénation de l’eau, ce qui peut être favorable pour des eaux souterraines, ordinairement pauvres en oxygène dissous.  Techniquement, l’arrivée par sur verse permet d’avoir, pour l’arrivée de l’eau, une altitude constante définie par le niveau supérieur N de la crosse d’arrivée.  En adduction par refoulement, les pompes travaillent ainsi sous hauteur constante et le débit est également constant, puisque Q et H sont liés. Cette disposition est d’autant plus sensible que la hauteur d’élévation est faible En adduction gravitaire, le débit peut aussi rester constant si la cote de départ reste fixe.  L’arrivée en chute libre, par l’aération qu’elle produit, peut, pour certaines eaux, détruire l’équilibre carbonique qui s’était établi au sein du liquide et précipiter le calcium, d’où entartrage. Dans ce cas, l’arrivée noyée trouve sa justification. Elle présente toutefois un inconvénient : en cas d’accident sur la conduite de refoulement, le réservoir se vide par siphonage. Il peut y être remédié en disposant un clapet sur l’arrivée au réservoir.  L’arrivée par sur verse peut, également, s’effectuer par un simple tuyau vertical, supprimant ainsi le coude du sommet. C’est la disposition que l’on adopterait dans le cas d’un réservoir important formé de plusieurs compartiments juxtaposés ; on a ainsi une arrivée dite en pipe. L’eau pénètre alors dans une bâche d’arrivée centrale de distribution peu profonde et la répartition entre les compartiments a lieu soit par déversoir pour les compartiments contigus à la bâche, soit par conduite pour les plus éloignés.  Certains techniciens préconisent une adduction par le fond du réservoir ; il en résulte une petite économie sur les frais d’exploitation dans le cas d’une adduction par refoulement, la hauteur d’élévation de la pompe étant fonction du niveau du plan d’eau dans a cuve. Celle-ci, par contre, n’est plus alimentée avec un débit constant.  La conduite d’adduction, à son débouche dans le réservoir, doit pouvoir s’obstruer quand l’eau atteint, dans la cuve, son niveau maximal : obturation par robinet-flotteur si l’adduction est gravitaire ou dispositif permettant l’arrêt du moteur de la pompe si l’adduction se fait par refoulement tel que (robinet flotteur + Pressostat) ou ligne pilote.  Ces robinets à flotteurs doivent être d’un type anti-bélier ; les soupapes et leurs parties sont en bronze ou en métal inoxydable.  Dans les installations importantes, les robinets-flotteurs normalisés présentant des diamètres insuffisants (D max=0.3m), il est prévu des vannes motorisées électriques en liaison avec le niveau de l’eau dans la cuve.  Conduite de distribution :  Le départ de la conduite de distribution s’effectue à 0.15 ou 0.20 m au dessus du radier en vue d’éviter d’introduire dans la distribution des boues ou des sables qui, éventuellement, pourraient se décanter dans la cuve.  La conduite de distribution doit être munie à son origine d’une crépine. Dans le cas d’une distribution par gravité, une crépine simple est utilisée ; dans le cas d’une aspiration, il faut prévoir un clapet au pied de la crépine.  Trop-plein :  Cette conduite doit pouvoir évacuer le surplus d’eau d’arrivée en cas de remplissage total du réservoir (cas de non fermeture du robinet flotteur). Elle comprendra un déversoir situé à une hauteur h au dessous du niveau maximal susceptible d’être atteint dans la cuve.  La canalisation de trop-plein débouchera à un exutoire voisin. Pour éviter une pollution ou une introduction d’animaux ou de moustiques qui pourraient pénétrer dans le réservoir, un clapet doit être ménagé dans la canalisation.  Vidange :  Elle part du point bas du réservoir (point le plus bas du radier, sa crépine est située dans la souille du réservoir), afin de pouvoir évacuer les dépôts. Elle peut se raccorder sur la canalisation de trop-plein, et comporte un robinet-vanne. A cet effet, le radier est réglé en pente vers l’orifice de la conduite, ce dernier étant obturé à l’aide, soit d’une soupape de vidange, soit d’une bonde de fond.  La soupape de vidange, incongelable, est destinée à assurer la vidange des réservoirs dont le fond est accessible.  La bonde de fond est destinée à assurer la vidange des réservoirs dont le fond est inaccessible. Elle permet la vidange totale du réservoir en cas de besoin de nettoyage de la cuve ou d’intervention.  By-pass entre adduction et distribution :  En cas d’indisponibilité (nettoyage ou réparation du réservoir), il est bon de prévoir une communication entre ces deux conduites.  Comptage :  A la sortie de la conduite de distribution, un compteur doit être ménagé pour pouvoir effectuer des relevés périodiques de la consommation totale.  Robinets-vannes :  Dans chaque canalisation (arrivée, départ, vidange…) un robinet-vanne doit être prévu pour pouvoir effectuer le sectionnement de chacune de ces conduites en cas de besoin.  Tuyauterie :  Pour la protection de la tuyauterie contre la corrosion, celle-ci doit être galvanisée.  Tampon de visite :  Il permet de visiter périodiquement l’ouvrage.  La chambre des vannes :  Rares sont les réservoirs au sol qui ne comportent pas un petit local accolé, la chambre des vannes, dans lequel se feront les pénétrations des diverses canalisations- refoulement, distribution, trop-plein, vidange- dans la cuve (ce qui permet d’ailleurs de surveiller l’étanchéité à ce niveau), à partir duquel on accèdera à la cuve elle-même, tout accès direct par le dessus, par exemple, étant ainsi éliminé. On peut y faire des prélèvements d’eau dans de bonnes conditions sanitaires, y installer un dispositif de comptage ou de chloration. Dispositions particulières :  Principes de construction :  Le sol de fondation doit faire l’objet d’examens approfondis, tant du point de vue de la capacité portante que du drainage des eaux qu’il est normal de rencontrer dans les fouilles.  A cet effet, il sera prudent d’établir, sous les radiers, un drainage permanent vers des puisards extérieurs où les venues d’eau provenant, soit du terrain, soit d’une mauvaise étanchéité des maçonneries, pourront être surveillées. On peut également prévoir que toutes les faces du réservoir seront visitables, en réservant des galeries de visite de pourtour, ainsi que sous le radier.  Si la couverture doit être supportée par des poteaux, ceux-ci pourront prendre appui directement sur le radier ou, dans certains cas, sur des fondations établies sous celui-ci : le radier dans ce dernier cas est indépendant de la couverture. Une étanchéité devra alors être réalisée au droit de la pénétration du poteau dans le radier.  Le radier, lui-même, sera constitué par des dalles en béton armé coulées de façon telle que les côtés n’excèdent guère une dizaine de mètres. Une étanchéité sera appliquée dans les joints de dalles ainsi constituées. De cette manière, on évitera les fissures dues au retrait du béton et les petits tassements pourront être permis sans dommage pour l’étanchéité.  L’étanchéité pourra être réalisée par l’utilisation de produits plastiques ne donnant pas de goût à l’eau, et de bandes en caoutchouc incorporées au béton. Il n’est pas nécessaire que le mastic d’étanchéité règne sur toute l’épaisseur de la dalle. Le fond du joint est constitué à l’aide d’un matériau imputrescible et élastique, le mastic n’étant appliqué que sur 0.03 à 0.04 m de profondeur à partir de la surface.  Cette étanchéité sera particulièrement soignée à la jonction avec les murs de pourtours et au droit des joints de dilatation, qu’en tout état de cause on devra ménager, à moins d’utiliser le béton précontraint.  Aération et éclairage :  Les réservoirs d’eau potable doivent être couverts. La couverture protège l’eau contre les variations de la température et contre l’introduction de corps étrangers. Toutefois, les réservoirs doivent être aérés. Des lanterneaux sont donc prévus avec des ouvertures protégées par du grillage en cuivre à mailles finies pour protéger contre les poussières, insectes, animaux, et en particulier les oiseaux.  Il faut aussi limiter l’éclairage naturel de l’intérieur du réservoir, et éviter les entrées de liquides ou solides à l’intérieur du réservoir.  Sur certains réservoirs importants sont installés des équipements pour le traitement de l’air (filtration, déshumidification) afin d’éviter l’entrée de germes et la condensation sur les parois. Cette méthode est toutefois un peu onéreuse en investissement et en coût d’exploitation et doit être réservée aux grands réservoirs de stockage où les temps de séjour risquent d’être plus longs.  Renouvellement de l’eau :  Le renouvellement de l’eau dans les réservoirs est une condition nécessaire à la préservation de la qualité de l’eau. Le chlore utilisé pour la désinfection se combine progressivement et son pouvoir bactéricide disparaît, l’eau n’est plus alors protégée contre les pollutions susceptibles de provenir de l’extérieur.  Pour éviter la stagnation de l’eau dans les réservoirs, il convient :      Que le réservoir soit sollicité par le réseau de distribution et qu’un volume entrant et sortant significatif soit assuré tous les jours. Ceci n’est pas toujours le cas lorsque plusieurs réservoirs sont raccordés sur le même réseau.     Qu’il n’existe pas de zone d’eau morte dans le réservoir.  Pour éviter ces zones d’eau mortes, deux façons sont envisageable.      La première, qui est peu onéreuse et qui donne de bons résultats, consiste à organiser dans l’ensemble du réservoir, par des entrées convenablement conçues, un mouvement tourbillonnaire aboutissant à un mélange aussi homogène que possible, de l’eau entrant dans le réservoir avec celles s’y trouvant déjà.     La seconde façon pour éviter ces zones d’eau morte est d’essayer d’obtenir un écoulement en masse de l’eau en cloisonnant le réservoir : réservoir en spirale, cloisons entre poteaux, réservoir avec entrée et sortie étudiées sur modèle hydraulique.  Conditions d’exploitation :  Un soin particulier doit être apporté au dimensionnement et à la réalisation des ouvrages et équipements destinés à permettre toutes commodités à l’exploitation et à l’entretien de l’ouvrage. Les conditions de nettoyage notamment doivent être étudiées en détail.  Les ouvrages doivent comporter de larges trappes d’accès pour le matériel, et en tant que de besoin, des escaliers et passerelles de service.  Les conditions de sécurité lors des interventions d’exploitation ou d’entretien doivent faire l’objet d’études toutes particulières s’appuyant sur les normes et la réglementation : échelles à crinoline, mise en place de paliers sur les échelles de grande hauteur, ancrages pour harnais de sécurité, garde-corps autour des trappes…).  Pour faciliter l’exécution des prélèvements nécessaires au contrôle des eaux, des robinets de puisage doivent être piqués directement sur les conduites d’adduction et de distribution à proximité du réservoir. Etanchéité :  Les structures en béton assurant le rôle de barrière étanche (stockage intérieur de liquides, barrière contre l’eau extérieure) sont soumises à de multiples sollicitations simultanées d’origine externe ou interne (pression de liquide, pression du sol, température, retrait, tassements, …).  Le matériau le plus couramment utilisé pour remplir cette fonction est le béton armé. Comme ce dernier n’est pas à proprement parler étanche aux liquides, on lui associe bien souvent une deuxième enveloppe (cuvelage secondaire pour garantir l’étanchéité aux substances dangereuses) ou un revêtement externe ou interne.  Il existe trois sources de percolation à travers une structure en béton armé :      La porosité du béton lui-même ;     Les fissures éventuelles, lorsque les sollicitations de la structure sont telles que les contraintes de traction générées sont supérieures à la résistance en traction du béton ;     Les éventuels joints incorporés dans la structure afin de limiter les risques de fissuration.  En voulant résoudre le phénomène de fissuration par la création de joints, on augmente les risques de fuite. On estime que le débit de fuite est 10.000 fois plus grand au droit d’une fissure, voire même 10.000.000 fois au droit d’un joint fonctionnant mal, par rapport au débit de fuite susceptible de se produire au travers d’une structure en béton. Il est dès lors conseillé d’agir graduellement lors de la conception de la structure (formulation, calcul, conception et exécution des joints) en fonction de l’étanchéité (relative) souhaitée.  Maîtrise de l’étanchéité des structures en béton armé  Le béton étanche nécessite un rapport eau/ciment relativement bas et une classe de résistance correcte. Théoriquement, on considère comme imperméable un béton présentant un rapport E/C de 0,45 et une classe de résistance supérieure à C30/37.  Dalles et coupoles  Sur la dalle en béton armé supérieure, on procède à la mise en place de :      La forme de pente ;     L’étanchéité ;     La protection.  La forme de pente : est constituée de :  i. une forme de pente : en béton cellulaire (formulé à l’aide de gravettes de granulométrie fine), avec une pente de 2%.  ii. Une chape de réglage : en mortier de ciment CPJ 35, d’une épaisseur minimale de 0.02cm, dosé à 350 Kg/m 3, et parfaitement lissée.      NB : un délai de séchage de 8 jours à 3 semaines doit être observé entre le coulage des formes de pente et la pose de l’étanchéité.  L’étanchéité : est composée de   L’écran par vapeur : est un écran de protection contre la migration de la vapeur d’eau en provenance des locaux sous jacents vers la couche isolante. Il doit être appliqué sur des supports propres et secs. Il est constitué de :      Un enduit d’imprégnation à froid (EIF) : couche adhésive (en bitume) à froid directement sur la chape de réglage afin de permettre l’adhérence des couches pour l’étanchéité.     Une couche d’enduit d’application à chaud (EAC) au bitume oxydé.     Une couche de feutre bitumé (type 27S).  L’isolation thermique : est un ouvrage destiné à réduire les échanges thermiques entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment.      Une couche d’enduit d’application à chaud au bâtiment.     Des panneaux de liège aggloméré ou de polystyrène expansé, disposés et scellés sur l’EAC ; d’une épaisseur de 4cm et de masse volumique comprise entre 95 et 130 Kg/m 3.  Les joints sont remplis de bitume à chaud.  Le complexe d’étanchéité(ou revêtement d’étanchéité) : (selon le DTU)      Une couche d’imprégnation à froid (à 0.5 Kg/m²).     Une couche d’enduit d’application à chaud (à 1.5 Kg/m²) au bitume oxydé.     Un bitume armé (type 40TV).     Une couche d’enduit d’application à chaud (à 1.5 Kg/m²) au bitume oxydé.     Un bitume armé (type 40TV).     Une couche d’enduit d’application à chaud (à 1.5 Kg/m²) au bitume oxydé.     Un feutre bitume surfacé (type 36S).     Une couche d’enduit d’application à chaud (à 1.5 Kg/m²) au bitume oxydé.     Et une jetée de sable à chaud.  Le recouvrement des feuilles d’étanchéité d’une même couche (bitume armé) est de 10cm au minimum. La pose se fait à lits croisés.  La protection :      Pour les terrasses courantes, on effectue une protection dure constituée par une chape en béton de 4cm d’épaisseur minimale coulée sur un lit de sable fin sec de 2cm d’épaisseur. Les joints sont de 2 cm, disposés tous les 2m dans les deux sens et remplis avec du bitume à chaud après prise du béton. Cette chape est dosée à 300 Kg de CPJ 35 pour 450 Kg de gravettes 10/15 et 1 m » de sable. Un papier kraft est interposé entre le sable et le dallage.     Pour les terrasses inaccessibles, on pose une autoprotection qui est une protection mince rapportée en usine sur les chapes souples de bitume armé, par la pose d’un feutre en aluminium collée.  Les voiles et le radier :  On utilise pour l’étanchéité des voiles et du radier des réservoirs des procédés d’imperméabilisation à la surface. Ces procédés s’appliquent sous forme de liquides et/ou de barbotines pénétrant dans le béton sur une profondeur, ce qui lui confère l’étanchéité recherchée. Ils sont économiques et durables, et conviennent très bien aux ouvrages soumis à des charges hydrauliques.  Et puisque le degré d’imperméabilisation pour un dosage donné est très dépendant de l’homogénéité du support, alors ce dernier doit être nettoyé des graisses, huiles et produits de décoffrage.  Pour les réservoirs, on applique un revêtement épais à base de mortier à liants hydraulique adjuvanté d’un hydrofuge de masse ou d’une résine de synthèse.  Les voiles :  Le revêtement comprend trois couches :      Une couche d’accrochage : d’une épaisseur de 8 mm de mortier de ciment dosé à 600 Kg/m3, auquel on ajoute un hydrofuge de masse, est appliquée sur la paroi interne du voile en béton armé traitée et humidifiée ; ce qui permet l’accrochage du revêtement d’étanchéité.     Une couche de dressage : d’une épaisseur de 8 à 10 mm de mortier de ciment hydrofugé dosé à 600 Kg/m3 permet d’homogénéiser la surface du voile pour l’application de la couche de finition.     Une couche de finition : couche étanche hydrofugée dosée à 500 Kg du ciment, a une épaisseur de 8 à 10 mm. Le dosage des adjuvants est fonction de leur type de l’imperméabilité recherchée, ils sont sous forme liquide ou poudre et peuvent être incorporés aux sables et au ciment, mais de préférence à l’eau de gâchage afin de permettre une bonne répartition.  Le radier :  Le mortier hydrofugé est appliqué en deux couches épaisses, dosées à 700 et 600 Kg par m3 de sable, respectivement, formant ainsi une chape étanche d’une épaisseur minimale de 30 mm ; appliquée au dessus d’une couche de barbotine de ciment dosée à 1000 Kg par m3 de sable et étalée à la brosse métallique.  Les mortiers doivent être bien composés avec des sables propres de granulométrie convenable : 0.1 mm à 2 mm ou 0.1 à 3 mm.

 

En second lieu, le réservoir est un ouvrage régulateur de pression puisque son niveau conditionne, aux pertes de charge près, la côte piézométrique dans le réseau.

La troisième fonction technique est une fonction de sécurité d’approvisionnement dans l’éventualité d’un incident sur les équipements d’alimentation du réseau de distribution : pollution de l’eau brute alimentant la station de traitement, pannes d’origines diverses de la station de pompage, rupture d’une canalisation d’adduction.

La quatrième fonction technique réside dans la simplification des problèmes d’exploitation en permettant les arrêts pour entretien ou réparation de certains équipements : ouvrages de production, station de pompage, canalisations maîtresses.

Au point de vue économique, outre la possibilité déjà signalée de limiter les investissements au niveau de la production, les réservoirs peuvent conduire à des économies significatives sur les investissements à réaliser sur le réseau de distribution, et également, de façon plus globale sur l’ensemble du projet.

Enfin, la dernière fonction économique, est d’apporter, lorsque le réservoir de distribution est alimenté par pompage, une économie sur divers aspects énergétiques : puissance installée et puissance souscrite en pointe, consommation énergétique spécifique (Wh/m3), dépenses relatives aux consommations proprement dites par le jeu des divers tarifs horaires.

Classification d’un réservoir :

Les réservoirs peuvent être classés de différentes façons selon le critère retenu :

  • Par rapport au sol :
  • Réservoirs posés sur le sol.
  • Réservoir légèrement enterrés (semi-enterré).
  • Réservoirs surélevés (château d’eau).
  • Réservoirs souterrains.
  • Par leur forme :
  • Circulaire : le plus économique.
  • Rectangulaire, carré, ou de forme irrégulière : si la considération d’encombrement est prépondérante (ex : nécessité de loger le volume maximal dans la surface disponible).
  • Par les matériaux de construction utilisés :
  • Maçonnerie
  • Béton armé
  • Béton précontraint
  • Acier
  • Plastiques
  • Situation par rapport à la distribution :
  • Réservoir en charge sur le réseau
  • Réservoir nécessitant une surpression
  • Le réservoir rectangulaire semi-enterré :

La section rectangulaire est surtout adoptée pour les réservoirs de grande capacité (supérieur à 10 000 m3) ; plusieurs étages sont possibles, les niveaux supérieurs étant alimentés par pompage et affectés, par exemple, à l’alimentation en période de pointe.

Ils seront exécutés en béton armé ordinaire ou précontraint.

Un réservoir rectangulaire est plus coûteux de 10% en moyenne (en béton, en acier et en étanchéité) qu’un réservoir circulaire. Cependant, des considérations de construction, de mise en place des coffrages et parfois d’encombrement amènent les projeteurs à préconiser des réservoirs rectangulaires ou carrés.

A chaque fois cela sera possible, il sera préférable d’avoir recours au réservoir enterré, semi-enterré ou, au plus, en élévation au-dessus de sol avec radier légèrement enterré.

Ces types de réservoirs, les deux premiers principalement, présenteront par rapport au réservoir sur tour, les avantages suivants :

  • Économie sur les frais de construction,
  • Étude architecturale très simplifiée et moins sujette à critiques,
  • Étanchéité plus facile à réaliser,
  • Conservation à une température constante de l’eau ainsi emmagasinée.

Ces types de réservoirs s’imposeront, d’ailleurs, dès que la capacité deviendra importante.

Caractéristiques principales d’un réservoir :

Type de réservoir :

Selon la disposition du terrain et la charge à satisfaire.

Emplacement :

Il y’a intérêt, pour la distribution, de prévoir l’emplacement du réservoir au centre de gravité de la consommation à assurer.

D’autres considérations interviennent dans ce choix et notamment l’emprise du terrain ; les dimensions en plan, les questions foncières, les conditions topographiques, et possibilité de réaliser des ouvrages annexes et de passages de conduites d’eau.

Volume des réservoirs :

Le volume des réservoirs sur un réseau de distribution est déterminé à partir des fonctions suivantes :

Fonction de régulation entre la demande et la production :

Ce volume se détermine théoriquement en comparant sur un graphique, pour une journée donnée (généralement la journée de pointe de l’horizon considéré pour le projet), l’évolution en fonction du temps :

De la courbe des consommations cumulées telle qu’elle peut être estimée à partir de mesures sur les conditions actuelles et de prévisions sur son évolution, ou par toutes autres considérations.

De la courbe des productions cumulées telles qu’elle résulte des conditions de production (débit constant ou variable suivant la nature de la ressource et ses conditions d’exploitation).

Fonction relative à la sécurité d’approvisionnement :

C’est le volume nécessaire à assurer en cas d’insuffisance de l’alimentation (Ex : incident sur les équipements, durée d’une pollution accidentelle, durée de réparation d’une canalisation maîtresse d’alimentation).

Ce second volume dépend par ailleurs de la ressource, de l’unicité ou de la multiplicité des origines de la ressource.

Fonction réserve d’incendie :

La réserve d’incendie dans un réservoir est destinée à alimenter le réseau de distribution d’un débit de 17 l/s durant 2 heures, soit une réserve de 120 m3.

En pratique, la capacité d’un réservoir destiné à alimenter une petite ou moyenne agglomération est égale à la moitié de la distribution moyenne journalière augmentée de la réserve d’incendie :

Capacité (m3)=Qm/2+ 120 m3

Qm : Distribution moyenne journalière en m3

Hauteur de l’eau :

La dépense de construction des réservoirs, varie avec l’épaisseur de la tranche d’eau ; cette épaisseur, est en général, de 3 m à 6 m, 8 m dans des circonstances exceptionnelles.

Dimensions en plan :

Les dimensions sont définies essentiellement pour des considérations d’exploitation qui déterminent la hauteur d’eau emmagasinée. Pour les petits réservoirs, la hauteur varie de 2 à 3m, pour les grands, elle peut atteindre jusqu’à 10m. En effet, un compromis doit être cherché entre la surface en plan et la hauteur d’eau. Les efforts sur les parois et sur le fond sont proportionnels à la hauteur d’eau, ce qui fait préconiser des hauteurs plus petites. D’un autre côté, les dimensions en plan sont limitées par les conditions géotechniques et foncières.

Division des réservoirs :

En vue de leur nettoyage et de leur entretien, les grands réservoirs peuvent être divisés en deux ou plusieurs compartiments, en principe de capacités égales.

Ces compartiments doivent communiquer entre eux et être reliés, directement, à la conduite d’adduction et à la conduite maîtresse de distribution. La communication peut se faire par vanne, ou par liaison des conduites d’arrivée et de départ de l’eau.

Il faut noter aussi que le réservoir peut avoir une structure complexe, où les cuves sont superposées.

Charge :

La charge, ou l’altitude, du réservoir nécessaire pour assurer la distribution, est fournie par le calcul du réseau. Il doit être situé le plus proche de l’agglomération à alimenter. En effet, en éloignant le réservoir de l’agglomération, on est conduit à augmenter, soit son altitude, soit le diamètre de la conduite de liaison entre le réservoir et l’agglomération.

Exigences techniques à satisfaire dans la construction d’un réservoir :

  • Résistance : Le réservoir doit, dans toutes ses parties, équilibrer les efforts auxquels il est soumis.
  • Etanchéité : Il doit constituer pour le liquide qu’il contient un volume clos sans fuite. Il doit donc être étanche.
  • Durabilité : Le réservoir doit durer dans le temps, c’est-à-dire que le matériau dont il est constitué, doit conserver ses propriétés initiales après un contact prolongé avec le liquide qu’il est destiné à contenir.

Enfin, le contact avec le béton du parement intérieur du réservoir ne doit pas altérer les qualités du liquide emmagasiné. Le revêtement intérieur, s’il protège le béton sous-jacent doit aussi protéger le liquide de l’influence du béton.

Equipements du réservoir :

Chacun des compartiments d’un réservoir doit être muni d’une conduite d’alimentation, d’une conduite de distribution, d’une conduite de vidange et enfin, d’une conduite de trop-plein. Les dispositions spéciales qui peuvent être prises pour constituer la réserve incendie ne modifient en rien ces principes ; ce ne sont que des aménagements de détail.

A noter que les traversées des parois des réservoirs par les diverses canalisations s’effectuent à l’aide des gaines étanches.

Conduite d’arrivée-Robinet flotteur :

L’adduction s’effectue soit par sur verse, soit en chute libre, soit en prolongeant la conduite de façon que son extrémité soit toujours noyée. L’adduction peut aussi s’effectuer par passage à travers le radier.

L’arrivée en chute libre provoque une oxygénation de l’eau, ce qui peut être favorable pour des eaux souterraines, ordinairement pauvres en oxygène dissous.

Techniquement, l’arrivée par sur verse permet d’avoir, pour l’arrivée de l’eau, une altitude constante définie par le niveau supérieur N de la crosse d’arrivée.

En adduction par refoulement, les pompes travaillent ainsi sous hauteur constante et le débit est également constant, puisque Q et H sont liés. Cette disposition est d’autant plus sensible que la hauteur d’élévation est faible En adduction gravitaire, le débit peut aussi rester constant si la cote de départ reste fixe.

L’arrivée en chute libre, par l’aération qu’elle produit, peut, pour certaines eaux, détruire l’équilibre carbonique qui s’était établi au sein du liquide et précipiter le calcium, d’où entartrage. Dans ce cas, l’arrivée noyée trouve sa justification. Elle présente toutefois un inconvénient : en cas d’accident sur la conduite de refoulement, le réservoir se vide par siphonage. Il peut y être remédié en disposant un clapet sur l’arrivée au réservoir.

L’arrivée par sur verse peut, également, s’effectuer par un simple tuyau vertical, supprimant ainsi le coude du sommet. C’est la disposition que l’on adopterait dans le cas d’un réservoir important formé de plusieurs compartiments juxtaposés ; on a ainsi une arrivée dite en pipe. L’eau pénètre alors dans une bâche d’arrivée centrale de distribution peu profonde et la répartition entre les compartiments a lieu soit par déversoir pour les compartiments contigus à la bâche, soit par conduite pour les plus éloignés.

Certains techniciens préconisent une adduction par le fond du réservoir ; il en résulte une petite économie sur les frais d’exploitation dans le cas d’une adduction par refoulement, la hauteur d’élévation de la pompe étant fonction du niveau du plan d’eau dans a cuve. Celle-ci, par contre, n’est plus alimentée avec un débit constant.

La conduite d’adduction, à son débouche dans le réservoir, doit pouvoir s’obstruer quand l’eau atteint, dans la cuve, son niveau maximal : obturation par robinet-flotteur si l’adduction est gravitaire ou dispositif permettant l’arrêt du moteur de la pompe si l’adduction se fait par refoulement tel que (robinet flotteur + Pressostat) ou ligne pilote.

Ces robinets à flotteurs doivent être d’un type anti-bélier ; les soupapes et leurs parties sont en bronze ou en métal inoxydable.

Dans les installations importantes, les robinets-flotteurs normalisés présentant des diamètres insuffisants (D max=0.3m), il est prévu des vannes motorisées électriques en liaison avec le niveau de l’eau dans la cuve.

Conduite de distribution :

Le départ de la conduite de distribution s’effectue à 0.15 ou 0.20 m au dessus du radier en vue d’éviter d’introduire dans la distribution des boues ou des sables qui, éventuellement, pourraient se décanter dans la cuve.

La conduite de distribution doit être munie à son origine d’une crépine. Dans le cas d’une distribution par gravité, une crépine simple est utilisée ; dans le cas d’une aspiration, il faut prévoir un clapet au pied de la crépine.

Trop-plein :

Cette conduite doit pouvoir évacuer le surplus d’eau d’arrivée en cas de remplissage total du réservoir (cas de non fermeture du robinet flotteur). Elle comprendra un déversoir situé à une hauteur h au dessous du niveau maximal susceptible d’être atteint dans la cuve.

La canalisation de trop-plein débouchera à un exutoire voisin. Pour éviter une pollution ou une introduction d’animaux ou de moustiques qui pourraient pénétrer dans le réservoir, un clapet doit être ménagé dans la canalisation.

Vidange :

Elle part du point bas du réservoir (point le plus bas du radier, sa crépine est située dans la souille du réservoir), afin de pouvoir évacuer les dépôts. Elle peut se raccorder sur la canalisation de trop-plein, et comporte un robinet-vanne. A cet effet, le radier est réglé en pente vers l’orifice de la conduite, ce dernier étant obturé à l’aide, soit d’une soupape de vidange, soit d’une bonde de fond.

La soupape de vidange, incongelable, est destinée à assurer la vidange des réservoirs dont le fond est accessible.

La bonde de fond est destinée à assurer la vidange des réservoirs dont le fond est inaccessible. Elle permet la vidange totale du réservoir en cas de besoin de nettoyage de la cuve ou d’intervention.

By-pass entre adduction et distribution :

En cas d’indisponibilité (nettoyage ou réparation du réservoir), il est bon de prévoir une communication entre ces deux conduites.

Comptage :

A la sortie de la conduite de distribution, un compteur doit être ménagé pour pouvoir effectuer des relevés périodiques de la consommation totale.

Robinets-vannes :

Dans chaque canalisation (arrivée, départ, vidange…) un robinet-vanne doit être prévu pour pouvoir effectuer le sectionnement de chacune de ces conduites en cas de besoin.

Tuyauterie :

Pour la protection de la tuyauterie contre la corrosion, celle-ci doit être galvanisée.

Tampon de visite :

Il permet de visiter périodiquement l’ouvrage.

La chambre des vannes :

Rares sont les réservoirs au sol qui ne comportent pas un petit local accolé, la chambre des vannes, dans lequel se feront les pénétrations des diverses canalisations- refoulement, distribution, trop-plein, vidange- dans la cuve (ce qui permet d’ailleurs de surveiller l’étanchéité à ce niveau), à partir duquel on accèdera à la cuve elle-même, tout accès direct par le dessus, par exemple, étant ainsi éliminé. On peut y faire des prélèvements d’eau dans de bonnes conditions sanitaires, y installer un dispositif de comptage ou de chloration.

Dispositions particulières :

Principes de construction :

Le sol de fondation doit faire l’objet d’examens approfondis, tant du point de vue de la capacité portante que du drainage des eaux qu’il est normal de rencontrer dans les fouilles.

A cet effet, il sera prudent d’établir, sous les radiers, un drainage permanent vers des puisards extérieurs où les venues d’eau provenant, soit du terrain, soit d’une mauvaise étanchéité des maçonneries, pourront être surveillées. On peut également prévoir que toutes les faces du réservoir seront visitables, en réservant des galeries de visite de pourtour, ainsi que sous le radier.

Si la couverture doit être supportée par des poteaux, ceux-ci pourront prendre appui directement sur le radier ou, dans certains cas, sur des fondations établies sous celui-ci : le radier dans ce dernier cas est indépendant de la couverture. Une étanchéité devra alors être réalisée au droit de la pénétration du poteau dans le radier.

Le radier, lui-même, sera constitué par des dalles en béton armé coulées de façon telle que les côtés n’excèdent guère une dizaine de mètres. Une étanchéité sera appliquée dans les joints de dalles ainsi constituées. De cette manière, on évitera les fissures dues au retrait du béton et les petits tassements pourront être permis sans dommage pour l’étanchéité.

L’étanchéité pourra être réalisée par l’utilisation de produits plastiques ne donnant pas de goût à l’eau, et de bandes en caoutchouc incorporées au béton. Il n’est pas nécessaire que le mastic d’étanchéité règne sur toute l’épaisseur de la dalle. Le fond du joint est constitué à l’aide d’un matériau imputrescible et élastique, le mastic n’étant appliqué que sur 0.03 à 0.04 m de profondeur à partir de la surface.

Cette étanchéité sera particulièrement soignée à la jonction avec les murs de pourtours et au droit des joints de dilatation, qu’en tout état de cause on devra ménager, à moins d’utiliser le béton précontraint.

Aération et éclairage :

Les réservoirs d’eau potable doivent être couverts. La couverture protège l’eau contre les variations de la température et contre l’introduction de corps étrangers. Toutefois, les réservoirs doivent être aérés. Des lanterneaux sont donc prévus avec des ouvertures protégées par du grillage en cuivre à mailles finies pour protéger contre les poussières, insectes, animaux, et en particulier les oiseaux.

Il faut aussi limiter l’éclairage naturel de l’intérieur du réservoir, et éviter les entrées de liquides ou solides à l’intérieur du réservoir.

Sur certains réservoirs importants sont installés des équipements pour le traitement de l’air (filtration, déshumidification) afin d’éviter l’entrée de germes et la condensation sur les parois. Cette méthode est toutefois un peu onéreuse en investissement et en coût d’exploitation et doit être réservée aux grands réservoirs de stockage où les temps de séjour risquent d’être plus longs.

Renouvellement de l’eau :

Le renouvellement de l’eau dans les réservoirs est une condition nécessaire à la préservation de la qualité de l’eau. Le chlore utilisé pour la désinfection se combine progressivement et son pouvoir bactéricide disparaît, l’eau n’est plus alors protégée contre les pollutions susceptibles de provenir de l’extérieur.

Pour éviter la stagnation de l’eau dans les réservoirs, il convient :

  • Que le réservoir soit sollicité par le réseau de distribution et qu’un volume entrant et sortant significatif soit assuré tous les jours. Ceci n’est pas toujours le cas lorsque plusieurs réservoirs sont raccordés sur le même réseau.
  • Qu’il n’existe pas de zone d’eau morte dans le réservoir.

Pour éviter ces zones d’eau mortes, deux façons sont envisageable.

  • La première, qui est peu onéreuse et qui donne de bons résultats, consiste à organiser dans l’ensemble du réservoir, par des entrées convenablement conçues, un mouvement tourbillonnaire aboutissant à un mélange aussi homogène que possible, de l’eau entrant dans le réservoir avec celles s’y trouvant déjà.
  • La seconde façon pour éviter ces zones d’eau morte est d’essayer d’obtenir un écoulement en masse de l’eau en cloisonnant le réservoir : réservoir en spirale, cloisons entre poteaux, réservoir avec entrée et sortie étudiées sur modèle hydraulique.

Conditions d’exploitation :

Un soin particulier doit être apporté au dimensionnement et à la réalisation des ouvrages et équipements destinés à permettre toutes commodités à l’exploitation et à l’entretien de l’ouvrage. Les conditions de nettoyage notamment doivent être étudiées en détail.

Les ouvrages doivent comporter de larges trappes d’accès pour le matériel, et en tant que de besoin, des escaliers et passerelles de service.

Les conditions de sécurité lors des interventions d’exploitation ou d’entretien doivent faire l’objet d’études toutes particulières s’appuyant sur les normes et la réglementation : échelles à crinoline, mise en place de paliers sur les échelles de grande hauteur, ancrages pour harnais de sécurité, garde-corps autour des trappes…).

Pour faciliter l’exécution des prélèvements nécessaires au contrôle des eaux, des robinets de puisage doivent être piqués directement sur les conduites d’adduction et de distribution à proximité du réservoir.

Etanchéité :

Les structures en béton assurant le rôle de barrière étanche (stockage intérieur de liquides, barrière contre l’eau extérieure) sont soumises à de multiples sollicitations simultanées d’origine externe ou interne (pression de liquide, pression du sol, température, retrait, tassements, …).

Le matériau le plus couramment utilisé pour remplir cette fonction est le béton armé. Comme ce dernier n’est pas à proprement parler étanche aux liquides, on lui associe bien souvent une deuxième enveloppe (cuvelage secondaire pour garantir l’étanchéité aux substances dangereuses) ou un revêtement externe ou interne.

Il existe trois sources de percolation à travers une structure en béton armé :

  • La porosité du béton lui-même ;
  • Les fissures éventuelles, lorsque les sollicitations de la structure sont telles que les contraintes de traction générées sont supérieures à la résistance en traction du béton ;
  • Les éventuels joints incorporés dans la structure afin de limiter les risques de fissuration.

En voulant résoudre le phénomène de fissuration par la création de joints, on augmente les risques de fuite. On estime que le débit de fuite est 10.000 fois plus grand au droit d’une fissure, voire même 10.000.000 fois au droit d’un joint fonctionnant mal, par rapport au débit de fuite susceptible de se produire au travers d’une structure en béton. Il est dès lors conseillé d’agir graduellement lors de la conception de la structure (formulation, calcul, conception et exécution des joints) en fonction de l’étanchéité (relative) souhaitée.

Maîtrise de l’étanchéité des structures en béton armé

Le béton étanche nécessite un rapport eau/ciment relativement bas et une classe de résistance correcte. Théoriquement, on considère comme imperméable un béton présentant un rapport E/C de 0,45 et une classe de résistance supérieure à C30/37.

Dalles et coupoles

Sur la dalle en béton armé supérieure, on procède à la mise en place de :

  1. La forme de pente ;
  2. L’étanchéité ;
  3. La protection.

La forme de pente : est constituée de :

i. une forme de pente : en béton cellulaire (formulé à l’aide de gravettes de granulométrie fine), avec une pente de 2%.

ii. Une chape de réglage : en mortier de ciment CPJ 35, d’une épaisseur minimale de 0.02cm, dosé à 350 Kg/m 3, et parfaitement lissée.

NB : un délai de séchage de 8 jours à 3 semaines doit être observé entre le coulage des formes de pente et la pose de l’étanchéité.

L’étanchéité : est composée de 

L’écran par vapeur : est un écran de protection contre la migration de la vapeur d’eau en provenance des locaux sous jacents vers la couche isolante. Il doit être appliqué sur des supports propres et secs. Il est constitué de :

  • Un enduit d’imprégnation à froid (EIF) : couche adhésive (en bitume) à froid directement sur la chape de réglage afin de permettre l’adhérence des couches pour l’étanchéité.
  • Une couche d’enduit d’application à chaud (EAC) au bitume oxydé.
  • Une couche de feutre bitumé (type 27S).

L’isolation thermique : est un ouvrage destiné à réduire les échanges thermiques entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment.

  • Une couche d’enduit d’application à chaud au bâtiment.
  • Des panneaux de liège aggloméré ou de polystyrène expansé, disposés et scellés sur l’EAC ; d’une épaisseur de 4cm et de masse volumique comprise entre 95 et 130 Kg/m 3.

Les joints sont remplis de bitume à chaud.

Le complexe d’étanchéité(ou revêtement d’étanchéité) : (selon le DTU)

  • Une couche d’imprégnation à froid (à 0.5 Kg/m²).
  • Une couche d’enduit d’application à chaud (à 1.5 Kg/m²) au bitume oxydé.
  • Un bitume armé (type 40TV).
  • Une couche d’enduit d’application à chaud (à 1.5 Kg/m²) au bitume oxydé.
  • Un bitume armé (type 40TV).
  • Une couche d’enduit d’application à chaud (à 1.5 Kg/m²) au bitume oxydé.
  • Un feutre bitume surfacé (type 36S).
  • Une couche d’enduit d’application à chaud (à 1.5 Kg/m²) au bitume oxydé.
  • Et une jetée de sable à chaud.

Le recouvrement des feuilles d’étanchéité d’une même couche (bitume armé) est de 10cm au minimum. La pose se fait à lits croisés.

La protection :

  1. Pour les terrasses courantes, on effectue une protection dure constituée par une chape en béton de 4cm d’épaisseur minimale coulée sur un lit de sable fin sec de 2cm d’épaisseur. Les joints sont de 2 cm, disposés tous les 2m dans les deux sens et remplis avec du bitume à chaud après prise du béton. Cette chape est dosée à 300 Kg de CPJ 35 pour 450 Kg de gravettes 10/15 et 1 m » de sable. Un papier kraft est interposé entre le sable et le dallage.
  2. Pour les terrasses inaccessibles, on pose une autoprotection qui est une protection mince rapportée en usine sur les chapes souples de bitume armé, par la pose d’un feutre en aluminium collée.

Les voiles et le radier :

On utilise pour l’étanchéité des voiles et du radier des réservoirs des procédés d’imperméabilisation à la surface. Ces procédés s’appliquent sous forme de liquides et/ou de barbotines pénétrant dans le béton sur une profondeur, ce qui lui confère l’étanchéité recherchée. Ils sont économiques et durables, et conviennent très bien aux ouvrages soumis à des charges hydrauliques.

Et puisque le degré d’imperméabilisation pour un dosage donné est très dépendant de l’homogénéité du support, alors ce dernier doit être nettoyé des graisses, huiles et produits de décoffrage.

Pour les réservoirs, on applique un revêtement épais à base de mortier à liants hydraulique adjuvanté d’un hydrofuge de masse ou d’une résine de synthèse.

Les voiles :

Le revêtement comprend trois couches :

  1. Une couche d’accrochage : d’une épaisseur de 8 mm de mortier de ciment dosé à 600 Kg/m3, auquel on ajoute un hydrofuge de masse, est appliquée sur la paroi interne du voile en béton armé traitée et humidifiée ; ce qui permet l’accrochage du revêtement d’étanchéité.
  2. Une couche de dressage : d’une épaisseur de 8 à 10 mm de mortier de ciment hydrofugé dosé à 600 Kg/m3 permet d’homogénéiser la surface du voile pour l’application de la couche de finition.
  3. Une couche de finition : couche étanche hydrofugée dosée à 500 Kg du ciment, a une épaisseur de 8 à 10 mm. Le dosage des adjuvants est fonction de leur type de l’imperméabilité recherchée, ils sont sous forme liquide ou poudre et peuvent être incorporés aux sables et au ciment, mais de préférence à l’eau de gâchage afin de permettre une bonne répartition.

Le radier :

Le mortier hydrofugé est appliqué en deux couches épaisses, dosées à 700 et 600 Kg par m3 de sable, respectivement, formant ainsi une chape étanche d’une épaisseur minimale de 30 mm ; appliquée au dessus d’une couche de barbotine de ciment dosée à 1000 Kg par m3 de sable et étalée à la brosse métallique.

Les mortiers doivent être bien composés avec des sables propres de granulométrie convenable : 0.1 mm à 2 mm ou 0.1 à 3 mm.

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